Physik schulinterner Lehrplan des städtischen Gymnasium Langenberg - Sekundarstufe I
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schulinterner Lehrplan des städtischen Gymnasium Langenberg – Sekundarstufe I Physik (Fassung vom 20.04.2020) 1
Inhalt 1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit .............................................................................. 3 2 Entscheidungen zum Unterricht ............................................................................................... 4 2.1 Unterrichtsvorhaben.................................................................................................................4 2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit ......................................... 10 2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung der Leistungsrückmeldung ......................................... 12 2.4 Lehr- und Lernmittel .............................................................................................................. 15 3 Entscheidungen zu fach- oder unterrichtsübergreifenden Fragen .............................................16 4 Qualitätssicherung und Evaluation ..........................................................................................18 2
1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit Das Gymnasium Langenberg befindet sich in einem kleinen Ortsteil von Velbert. Zurzeit unterrichten ca. 55 Lehrerinnen und Lehrer etwa 550 Schülerinnen und Schüler, die verstreut aus Velbert, aber auch aus den Randgebieten von Wuppertal, Essen und Hattingen stammen. Es besteht zwischen Schülern, Eltern und Lehrern ein angenehmes Miteinander. Die Fachgruppe Physik versucht – angelehnt an unser Leitbild – in besonderem Maße, jeden Lernenden in seiner individuellen Kompetenzentwicklung möglichst weit zu bringen und die Inhalte und zu erlangenden Kompetenzen mit der Lebenswirklichkeit zu verknüpfen. Außerdem wird angestrebt, Interesse an einem naturwissenschaftlich geprägten Studium oder Beruf zu wecken. Dieses drückt sich insbesondere durch die enge Zusammenarbeit mit dem Schülerlabor der Ruhr- Universität Bochum aus (regelmäßige Exkursionen zum Thema „Radioaktivität“, Durchführung von Experimenten bzgl. der Facharbeit). Unser vorhandenes Doppelstundenmodell hat dazu beigetragen, dass insbesondere in der Sekundarstufe 1 wesentlich intensiver und häufiger Experimente durchgeführt und ausgewertet werden können. Durch die geringe Anzahl an Physikkollegen werden die erarbeiten Materialien untereinander ausgetauscht. Auch wird der Unterricht – soweit möglich – auf der Stufenebene parallelisiert. Auch in der Oberstufe ist der Austausch zu Inhalten, methodischen Herangehensweisen und zu fachdidaktischen Problemen intensiv. Insbesondere in Doppelstunden können Experimente in einer einzigen Unterrichtsphase gründlich vorbereitet und ausgewertet werden. Es sind zwei Fachräume vorhanden, in denen Schülerexperimente durchgeführt werden können. Diese sind im November 2018 komplett erneuert worden. Beide Räume verfügen über herunterklappbare Stromanschlüsse an allen Schülerplätzen. Die verschiedenen Anschlüsse lassen sich vom Lehrerpult aus steuern. Zusätzlich verfügen die Räume jeweils über ein Whiteboard mit Nahdistanz-Beamer. Ebenso befindet sich – dank des Fördervereins – in beiden Räumen eine Dokumentenkamera, mithilfe derer Dokumente, aber auch kleinere Experimente für jeden Schüler sichtbar gemacht werden können. Die vorhandenden Schülerexperimente sind durch den großen Einsatz des Fördervereins vollständig erneuert worden. Somit konnten wir uns im Jahr 2018 zu fast allen Themenbereichen (insbesondere in der Sekundarstufe 1) Experimentierkästen in zehnfacher Ausfertigung anschaffen. Somit können die SuS in kleinen Gruppen zu maximal dritt experimentieren, da die Klassenstärke selten 30 SuS übersteigt. Einige der Themenkästen verfügen zusätzlich über ein digitales Auswertungsgerät, mit dem Werte gemessen, aufgenommen und grafisch dargestellt werden können. Somit sind die neuen Medien in der Physik stark vertreten. Die Lehrerexperimente sind teilweise etwas älter, aber funktionstüchtig und somit zufriedenstellend. Aber auch hier erhalten wir Unterstützung seitens des Fördervereins, sodass wichtige Neuanschaffungen immer wieder getätigt werden können. In der Oberstufe befinden sich durchschnittlich ca. 70 Schülerinnen und Schüler pro Stufe. Das Fach Physik ist in der Regel in der Einführungsphase mit zwei Grundkursen, in der Qualifikationsphase je Jahrgangsstufe mit einem Grundkurs und fast immer mit einem Leistungskurs vertreten. Die Lehrerbesetzung in Physik ermöglicht einen ordnungsgemäßen Fachunterricht in der Sekundarstufe I, auch die Kursangebote in der Oberstufe sind gesichert. 3
2 Entscheidungen zum Unterricht 2.1 Unterrichtsvorhaben In der nachfolgenden Übersicht über die Unterrichtsvorhaben wird die für alle Lehrerinnen und Lehrer gemäß Fachkonferenzbeschluss verbindliche Verteilung der Unterrichtsvorhaben dargestellt. Die Übersicht dient dazu, für die einzelnen Jahrgangsstufen allen am Bildungsprozess Beteiligten einen schnellen Überblick über Themen bzw. Fragestellungen der Unterrichtsvorhaben unter Angabe besonderer Schwerpunkte in den Inhalten und in der Kompetenzentwicklung zu verschaffen. Dadurch soll verdeutlicht werden, welches Wissen und welche Fähigkeiten in den jeweiligen Unterrichtsvorhaben besonders gut zu erlernen sind und welche Aspekte deshalb im Unterricht hervorgehoben thematisiert werden sollten. Unter den weiteren Vereinbarungen des Übersichtsrasters werden u.a. Möglichkeiten im Hinblick auf inhaltliche Fokussierungen sowie interne und externe Verknüpfungen ausgewiesen. Bei Synergien und Vernetzungen bedeutet die Pfeilrichtung , dass auf Lernergebnisse anderer Bereiche zurückgegriffen wird (aufbauend auf …), die Pfeilrichtung →, dass Lernergebnisse später fortgeführt werden (grundlegend für …). Der ausgewiesene Zeitbedarf versteht sich als grobe Orientierungsgröße, die nach Bedarf über- oder unterschritten werden kann. Der Schulinterne Lehrplan ist so gestaltet, dass er zusätzlichen Spielraum für Vertiefungen, besondere Interessen von Schülerinnen und Schülern, aktuelle Themen bzw. die Erfordernisse anderer besonderer Ereignisse (z.B. Praktika, Klassenfahrten o.Ä.) belässt. Abweichungen über die notwendigen Absprachen hinaus sind im Rahmen des pädagogischen Gestaltungsspielraumes der Lehrkräfte möglich. Sicherzustellen bleibt allerdings auch hier, dass im Rahmen der Umsetzung der Unterrichtsvorhaben insgesamt alle Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Berücksichtigung finden. Verteilung der Wochenstunden: Jahrgangsstufe 5 6 7 8 9 10 Wochenstunden -- 2 -- 2 1 (e) 2 In Klasse 9 wird Physik epochal unterrichtet, sodass in einem Halbjahr zwei Unterrichtsstunden stattfinden. 4
Übersicht über die Unterrichtsvorhaben JAHRGANGSSTUFE 6 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 6.1 Wir messen Temperaturen IF 1: Temperatur und Wärme … zur Schwerpunktsetzung Thermische Energie: E2: Beobachtung und Wahrnehmung Einführung Modellbegriff Kann man eine Temperatur fühlen? • Wärme, Temperatur und • Beschreibung von Phänomenen Erste Anleitung zum selbstständigen Temperaturmessung Experimentieren Wie funktioniert ein Thermometer? E4: Untersuchung und Experiment Wirkungen von Wärme: • Messen physikalischer Größen … zur Vernetzung Was passiert mit festen Körpern • Volumen- und Längenänderung Ausdifferenzierung des und Gasen, wenn diese erwärmt E6: Modell und Realität von Flüssigkeiten, festen Körpern Teilchenmodells → Elektron- werden? • Modelle zur Erklärung und Gasen bei Erwärmung Atomrumpf und Kern-Hülle-Modell K1: Dokumentation (IF 9, IF 10) ca. 10 Ustd. • Protokolle nach vorgegebenem Schema … zu Synergien Beobachtungen, Beschreibungen, • Anlegen von Tabellen Protokolle, Arbeits- und • Diagramme erstellen Kommunikationsformen Biologie (IF 1) 6.2 Leben bei verschiedenen IF 1: Temperatur und Wärme … zur Schwerpunktsetzung Temperaturen Thermische Energie: UF1: Wiedergabe und Erläuterung Anwendungen, Phänomene der • Wärme, Temperatur • Erläuterung von Phänomenen Wärme im Vordergrund, als Welche Eigenschaften hat Wärmetransport: • Fachbegriffe gegeneinander Energieform nur am Rande, thermische Energie? • Wärmemitführung, abgrenzen Argumentation mit dem Welche Arten der Wärmeleitung, Wärmestrahlung, UF4: Übertragung und Vernetzung Teilchenmodell Wärmeübertragung gibt es? Wärmedämmung • physikalische Erklärungen in Selbstständiges Experimentieren Alltagssituationen
JAHRGANGSSTUFE 6 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung Wie beeinflusst die Temperatur Wirkungen von Wärme: E2: Beobachtung und Wahrnehmung … zur Vernetzung Vorgänge in der Natur? • Aggregatzustände und ihre • Unterscheidung Beschreibung – Aspekte Energieerhaltung und Veränderung, Deutung Entwertung → (IF 7) Worin unterscheiden sich feste, Wärmeausdehnung Ausdifferenzierung des E6: Modell und Realität flüssige und gasförmige Stoffe? • Anomalie des Wassers Teilchenmodells → Elektron- • Modelle zur Erklärung und zur Vorhersage Atomrumpf und Kern-Hülle-Modell (IF 9, IF 10) Warum können Fische in einem See K1: Dokumentation überwintern? • Tabellen und Diagramme nach … zu Synergien Vorgabe Angepasstheit an Jahreszeiten und extreme Lebensräume Biologie ca. 10 Ustd. (IF 1) Teilchenmodell → Chemie (IF 1) 6.3 Magnetismus – interessant IF 2: Elektrischer Strom und E3: Vermutung und Hypothese … zur Schwerpunktsetzung und hilfreich Magnetismus • Vermutungen äußern Feld nur als Phänomen, Magnetische Kräfte und Felder: E4: Untersuchung und Experiment erste Begegnung mit dem Warum zeigt uns der Kompass die • Anziehende und abstoßende • Systematisches Erkunden physikalischen Kraftbegriff Himmelsrichtung? Kräfte E6: Modell und Realität … zur Vernetzung • Magnetpole • Modelle zur Veranschaulichung → elektrisches Feld (IF 9) • magnetische Felder → Elektromotor und Generator (IF ca. 6 Ustd. • Feldlinienmodell K1: Dokumentation 11) • Magnetfeld der Erde • Felder skizzieren … zu Synergien Magnetisierung: Erdkunde: Bestimmung der • Magnetisierbare Stoffe Himmelsrichtungen • Modell der Elementarmagnete 6
JAHRGANGSSTUFE 6 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 6.4 Elektrische Geräte im Alltag IF 2: Elektrischer Strom und UF4: Übertragung und Vernetzung … zur Schwerpunktsetzung Magnetismus • physikalische Konzepte auf Makroebene, grundlegende Stromkreise und Schaltungen: Realsituationen anwenden Phänomene, Umgang mit Was geschieht in elektrischen Geräten? • Spannungsquellen E4: Untersuchung und Experiment Grundbegriffen • Leiter und Nichtleiter • Experimente planen und … zu Synergien • verzweigte Stromkreise durchführen → Informatik ca. 14 Ustd. Wirkungen des elektrischen Stroms: K1: Dokumentation (Differenzierungsbereich): UND-, • Wärmewirkung • Schaltskizzen erstellen, lesen und ODER- Schaltung • magnetische Wirkung umsetzen • Gefahren durch Elektrizität K4: Argumentation • Aussagen begründen Elektrische Energie: • Energieübertragung, -erhaltung und -entwertung 6.5 Sehen und gesehen werden IF 4: Licht UF1: Wiedergabe und Erläuterung … zur Schwerpunktsetzung Ausbreitung von Licht: • Differenzierte Beschreibung von Reflexion nur als Phänomen • Lichtquellen und Lichtempfänger Beobachtungen Sicher (mit dem Fahrrad) im … zur Vernetzung Straßenverkehr! • Modell des Lichtstrahls E6: Modell und Realität Lichtstrahlmodell → (IF 5) Sichtbarkeit und die Erscheinung von • Idealisierung durch das Modell Gegenständen: Lichtstrahl ca. 6 Ustd. • Streuung, Reflexion K1: Dokumentation • Transmission; Absorption • Erstellung präziser Zeichnungen • Schattenbildung 7
JAHRGANGSSTUFE 6 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 6.6 Licht nutzbar machen IF 4: Licht UF3: Ordnung und Systematisierung … zur Schwerpunktsetzung Ausbreitung von Licht: • Bilder der Lochkamera verändern nur einfache Abbildungen • Abbildungen • Strahlungsarten vergleichen Wie entsteht ein Bild in einer … zur Vernetzung (Loch)Kamera? Sichtbarkeit und die Erscheinung von K1: Dokumentation → Abbildungen mit optischen Gegenständen: • Erstellung präziser Zeichnungen Geräten (IF 5) Wie entstehen Schatten? • Schattenbildung B1: Fakten- und Situationsanalyse Schatten im Weltall • Gefahren durch Strahlung Unterschiedliche Strahlungsarten – • Sichtbarkeit von Gegenständen nützlich, aber auch gefährlich! verbessern B3: Abwägung und Entscheidung ca. 6 Ustd. • Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen 6.7 Physik und Musik IF 3: Schall UF4: Übertragung und Vernetzung … zur Schwerpunktsetzung Schwingungen und Schallwellen: • Fachbegriffe und Alltagssprache Nur qualitative Betrachtung der Wie lässt sich ein Geräusch oder • Tonhöhe und Lautstärke; E2: Beobachtung und Wahrnehmung Größen, keine Formeln Musik physikalisch beschreiben? Schallausbreitung • Phänomene wahrnehmen und … zur Vernetzung Schallquellen und Schallempfänger: Veränderungen beschreiben Teilchenmodell (IF1) • Sender-Empfängermodell E5: Auswertung und Schlussfolgerung ca. 6 Ustd. • Interpretationen von Diagrammen E6: Modell und Realität • Funktionsmodell zur Veranschau- lichung MKR 1.2: 8
JAHRGANGSSTUFE 6 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung • Mittels in digitalen Alltagsgeräten verfügbarer Sensoren Schallpegelmessungen durchführen und interpretieren • Schallschwingungen und deren Darstellungen auf digitalen Geräten in Grundzügen analysieren 6.8 Achtung Lärm! IF 3: Schall UF4: Übertragung und Vernetzung … zur Vernetzung Schwingungen und Schallwellen: • Fachbegriffe und Alltagssprache Teilchenmodell (IF1) Wie schützt man sich vor Lärm? • Schallausbreitung; Absorption, B1: Fakten- und Situationsanalyse Reflexion • Fakten nennen und gegenüber Schallquellen und Schallempfänger: Interessen abgrenzen ca. 4 Ustd. • Lärm und Lärmschutz B3: Abwägung und Entscheidung • Erhaltung der eigenen Gesundheit 6.8 Schall in Natur und Technik IF 3: Schall UF4: Übertragung und Vernetzung Schwingungen und Schallwellen: • Kenntnisse übertragen Schall ist nicht nur zum Hören gut! • Tonhöhe und Lautstärke E2: Beobachtung und Wahrnehmung Schallquellen und Schallempfänger: • Phänomene aus Tierwelt und ca. 2 Ustd. • Ultraschall in Tierwelt, Medizin Technik mit physikalischen Begriffen und Technik beschreiben. 9
JAHRGANGSSTUFE 8 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 8.1 Spiegelbilder im Straßenverkehr IF 5: Optische Instrumente UF1: Wiedergabe und Erläuterung … zur Schwerpunktsetzung Spiegelungen: • mathematische Formulierung Vornehmlich Sicherheitsaspekte • Reflexionsgesetz eines physikalischen … zur Vernetzung Wie entsteht ein Spiegelbild? Zusammenhanges • Bildentstehung am Planspiegel Ausbreitung von Licht: E6: Modell und Realität Lichtquellen und Lichtempfänger, Lichtbrechung: ca. 6 Ustd. • Idealisierung (Lichtstrahlmodell) Modell des Lichtstrahls, • Totalreflexion Abbildungen, Reflexion (IF 4) • Brechung an Grenzflächen Bildentstehung am Planspiegel → Spiegelteleskope (IF 6) 8.2 Die Welt der Farben IF 5: Optische Instrumente UF3: Ordnung und Systematisierung … zur Schwerpunktsetzung: Lichtbrechung: • digitale Farbmodelle Erkunden von Farbmodellen am PC Farben! Wie kommt es dazu? • Brechung an Grenzflächen E5: Auswertung und … zur Vernetzung: Licht und Farben: Schlussfolgerung Infrarotstrahlung, sichtbares Licht • Spektralzerlegung • Parameter bei Reflexion und und Ultraviolettstrahlung, ca. 6 Ustd. Brechung • Absorption Absorption, Lichtenergie (IF 4) • Farbmischung E6: Modell und Realität Spektren → Analyse von Sternenlicht • digitale Farbmodelle (IF 6) Lichtenergie → Photovoltaik (IF 11) MKR 1.2/6.1: … zu Synergien: • digitale Farbmodelle (RGB, CMYK) Schalenmodell Chemie (IF 1), mithilfe der Farbmischung von Farbensehen → Biologie (IF 7) Licht erläutern und diese zur Erzeugung von digitalen Produkten verwenden 10
JAHRGANGSSTUFE 8 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 8.3 Das Auge – ein optisches System IF 5: Optische Instrumente E4: Untersuchung und Experiment … zur Schwerpunktsetzung Lichtbrechung: • Bildentstehung bei Sammellinsen Bildentstehung, Einsatz digitaler Werkzeuge (z. B. Wie entsteht auf der Netzhaut ein • Brechung an Grenzflächen E5: Auswertung und Geometriesoftware) scharfes Bild? • Bildentstehung bei Schlussfolgerung Sammellinsen und Auge • Parametervariation bei … zur Vernetzung Linsensystemen Linsen, Lochblende ca. 6 Ustd. Strahlenmodell des Lichts, Abbildungen (IF 4) … zu Synergien Auge → Biologie (IF 7) 8.4 Mit optischen Instrumenten IF 5: Optische Instrumente UF2: Auswahl und Anwendung … zur Schwerpunktsetzung Unsichtbares sichtbar gemacht • Brechung Erstellung von Präsentationen zu Lichtbrechung: • Bildentstehung physikalischen Sachverhalten • Bildentstehung bei optischen Wie können wir Zellen und Planeten Instrumenten UF4: Übertragung und Vernetzung … zur Vernetzung sichtbar machen? • Lichtleiter • Einfache optische Systeme Teleskope → Beobachtung von • Endoskop und Glasfaserkabel Himmelskörpern (IF 6) K3: Präsentation … zu Synergien ca. 4 Ustd. • arbeitsteilige Präsentationen Mikroskopie von Zellen → Biologie (IF 1, IF 2, IF 6) MKR 1.2: • unter Verwendung eines Lichtstrahl- modells die Bildentstehung bei Sammellinsen sowie den Einfluss der Veränderung von Parametern mittels digitaler Werkzeuge erläu- tern (Geom.-Software,Simulationen) 11
JAHRGANGSSTUFE 8 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 8.5 Licht und Schatten im IF 6: Sterne und Weltall E1: Problem und Fragestellung … zur Schwerpunktsetzung Sonnensystem Sonnensystem: • naturwissenschaftlich Naturwissenschaftliche beantwortbare Fragestellungen Fragestellungen, ggf. auch aus • Mondphasen historischer Sicht • Mond- und Sonnenfinsternisse E2: Beobachtung und Wahrnehmung Wie entstehen Mondphasen, … zur Vernetzung • Jahreszeiten • Differenzierte Beschreibung von Finsternisse und Jahreszeiten? Schatten (IF 4) Beobachtungen E6: Modell und Realität … zu Synergien ca. 5 Ustd. • Phänomene mithilfe von Schrägstellung der Erdachse, gegenständlichen Modellen Beleuchtungszonen, Jahreszeiten ↔ erklären Erdkunde (IF 5) 8.6 Objekte am Himmel IF 6: Sterne und Weltall UF3: Ordnung und Systematisierung … zur Vernetzung Sonnensystem: • Klassifizierung von Fernrohr (IF 5), Spektralzerlegung • Planeten Himmelsobjekten des Lichts (IF 5) Was kennzeichnet die verschiedenen E7: Naturwissenschaftliches Denken Himmelsobjekte? Universum: und Arbeiten • Himmelsobjekte • gesellschaftliche Auswirkungen • Sternentwicklung ca. 10 Ustd. B2: Bewertungskriterien und Handlungsoptionen • Wissenschaftliche und andere Weltvorstellungen vergleichen • Gesellschaftliche Relevanz (Raumfahrtprojekte) 12
JAHRGANGSSTUFE 8 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 8.7 100 m in 10 Sekunden IF7: Bewegung, Kraft und Energie UF1: Wiedergabe und Erläuterung … zur Schwerpunktsetzung: • Bewegungen analysieren Einführung von Vektorpfeilen für Bewegungen: E4: Untersuchung und Experiment Größen mit Betrag und Richtung, Wie schnell bin ich? • Geschwindigkeit • Aufnehmen von Messwerten Darstellung von realen Messdaten in • Beschleunigung Diagrammen • Systematische Untersuchung der ca. 6 Ustd. Beziehung zwischen … zur Vernetzung: verschiedenen Variablen Vektorielle Größen → Kraft (IF 7) E5: Auswertung und … zu Synergien Schlussfolgerung Mathematisierung physikalischer • Erstellen von Diagrammen Gesetzmäßigkeiten in Form • Kurvenverläufe interpretieren funktionaler Zusammenhänge Mathematik (IF Funktionen) MKR 1.2/1.3/6.2: • Messdaten zu Bewegungen oder Kraftwirkungen in einer Tabellenkalkulation mit einer angemessenen Stellenzahl aufzeichnen, mithilfe von Formeln und Berechnungen auswerten sowie gewonnene Daten in sinnvollen, digital erstellten Diagrammformen darstellen 13
JAHRGANGSSTUFE 8 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 8.8 Einfache Maschinen und IF 7: Bewegung, Kraft und Energie UF3: Ordnung und Systematisierung … zur Schwerpunktsetzung Werkzeuge: Kleine Kräfte, lange • Kraft und Gegenkraft Experimentelles Arbeiten, Kraft: Wege • Goldene Regel Anforderungen an Messgeräte • Bewegungsänderung E4: Untersuchung und Experiment • Verformung • Aufnehmen von Messwerten … zur Vernetzung Wie kann ich mit kleinen Kräften eine • Wechselwirkungsprinzip Vektorielle Größen, Kraft • System. Untersuchung der Bezie- große Wirkung erzielen? • Gewichtskraft und Masse hung zw. verschiedenen Variablen Geschwindigkeit (IF 7) • Kräfteaddition E5: Auswertung und Schlussfolgerung … zu Synergien • Reibung • Ableiten von Gesetzmäßigkeiten (Je- Bewegungsapparat, Skelett, Muskeln ca. 12 Ustd. Goldene Regel der Mechanik: desto-Beziehungen) Biologie (IF 2), Lineare und • einfache Maschinen B1: Fakten- und Situationsanalyse proportionale Funktionen • Einsatzmöglichkeiten von Mathematik (IF Funktionen) Maschinen • Barrierefreiheit 14
JAHRGANGSSTUFE 9 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 9.1 Energie treibt alles an IF 7: Bewegung, Kraft und Energie UF1: Wiedergabe und Erläuterung … zur Schwerpunktsetzung Energieformen: • Energieumwandlungsketten Energieverluste durch Reibung • Lageenergie UF3: Ordnung und Systematisierung thematisieren, Energieerhaltung erst Was ist Energie? Wie kann ich hier, Energiebilanzierung schwere Dinge heben? • Bewegungsenergie • Energieerhaltung • Spannenergie … zur Vernetzung Energieumwandlungen: Energieumwandlungen, ca. 8 Ustd. • Energieerhaltung Energieerhaltung Goldene Regel (IF7) • Leistung Energieumwandlungen, Energieerhaltung Energieentwertung (IF 1, IF 2) … zu Synergien Energieumwandlungen Biologie (IF 2) Energieumwandlungen, Energieerhaltung → Biologie (IF 4) Energieumwandlungen, Energieerhaltung, Energieentwertung → Biologie (IF 7) Energieumwandlungen, Energieerhaltung → Chemie (alle bis auf IF 1 und IF 9) 9.2 Druck und Auftrieb IF 8: Druck und Auftrieb UF1: Wiedergabe und Erläuterung … zur Schwerpunktsetzung Druck in Flüssigkeiten und Gasen: • Druck und Kraftwirkungen Anwendung experimentell Was ist Druck? • Druck als Kraft pro Fläche UF2: Auswahl und Anwendung gewonnener Erkenntnisse • Schweredruck • Auftriebskraft … zur Vernetzung • Luftdruck (Atmosphäre) 15
ca. 10 Ustd. • Dichte E5: Auswertung und Druck Teilchenmodell (IF 1) • Auftrieb Schlussfolgerung • Archimedisches Prinzip Auftrieb Kräfte (IF 7) • Schweredruck und Luftdruck Druckmessung: bestimmen … zu Synergien • Druck und Kraftwirkungen E6: Modell und Realität Dichte Chemie (IF 1) • Druck und Dichte im Teilchenmodell • Auftrieb im mathematischen Modell 9.3 Blitze und Gewitter IF 9: Elektrizität UF1: Wiedergabe und Erläuterung … zur Schwerpunktsetzung • Korrekter Gebrauch der Begriffe Elektrostatik: Anwendung des Elektronen- Ladung, Spannung und Stromstärke Warum schlägt der Blitz ein? • elektrische Ladungen • Unterscheidung zwischen Einheit Atomrumpf-Modells • elektrische Felder und Größen … zur Vernetzung • Spannung E4: Untersuchung und Experiment ca. 8 Ustd. Elektrische Stromkreise (IF 2) • Umgang mit Ampere- und elektrische Stromkreise: Voltmeter … zu Synergien • Elektronen-Atomrumpf-Modell E5: Auswertung und Schlussfolgerung Kern-Hülle-Modell Chemie (IF 5) • Ladungstransport und • Schlussfolgerungen aus elektrischer Strom Beobachtungen E6: Modell und Realität • Elektronen-Atomrumpf-Modell • Feldlinienmodell • Schaltpläne 16
JAHRGANGSSTUFE 10 Inhaltsfelder Schwerpunkte der Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung 10.1 Sicherer Umgang mit IF 9: Elektrizität UF4: Übertragung und Vernetzung Elektrizität elektrische Stromkreise: • Anwendung auf … zur Schwerpunktsetzung Alltagssituationen • elektrischer Widerstand Analogiemodelle (z.B. • Reihen- und Parallelschaltung E4: Untersuchung und Experiment Wassermodell); Mathematisierung Wann ist Strom gefährlich? • Sicherungsvorrichtungen • Systematische Untersuchung der physikalischer Gesetze; keine Beziehung zwischen komplexen Ersatzschaltungen elektrische Energie und Leistung ca. 14 Ustd. verschiedenen Variablen E5: Auswertung und Schlussfolgerung … zur Vernetzung • Mathematisierung Stromwirkungen (IF 2) (proportionale Zusammenhänge, graphisch und rechnerisch) … zu Synergien E6: Modell und Realität Nachweis proportionaler • Analogiemodelle und ihre Zuordnungen; Umformungen zur Grenzen Lösung von Gleichungen B3: Abwägung und Entscheidung Mathematik (Funktionen erste Stufe) Sicherheit im Umgang mit Elektrizität 10.2 Gefahren und Nutzen IF 10: Ionisierende Strahlung und … zur Schwerpunktsetzung ionisierender Strahlung Kernenergie Quellenkritische Recherche, UF4: Übertragung und Vernetzung Präsentation Atomaufbau und ionisierende • Biologische Wirkungen und Ist ionisierende Strahlung gefährlich Strahlung: medizinische Anwendungen … zur Vernetzung oder nützlich? • Alpha-, Beta-, Gamma Strahlung, Atommodelle Chemie (IF 5) E1: Problem und Fragestellung • radioaktiver Zerfall, Radioaktiver Zerfall Mathematik • Auswirkungen auf Politik und • Halbwertszeit, Exponentialfunktion (Funktionen Gesellschaft ca. 15 Ustd. • Röntgenstrahlung zweite Stufe) → Biologie (SII, Mutationen, 14C) Wechselwirkung von Strahlung mit 17
Materie: E7: Naturwissenschaftliches Denken • Nachweismethoden, und Arbeiten • Absorption, • Nachweisen und Modellieren • biologische Wirkungen, • medizinische Anwendung, K2: Informationsverarbeitung • Schutzmaßnahmen • Filterung von wichtigen und nebensächlichen Aspekten 10.3 Energie aus Atomkernen IF 10: Ionisierende Strahlung und K2: Informationsverarbeitung Kernenergie • Seriosität von Quellen … zur Schwerpunktsetzung Ist die Kernenergie beherrschbar? Kernenergie: K4: Argumentation Meinungsbildung, Quellen- • Kernspaltung, • eigenen Standpunkt schlüssig beurteilung, Entwicklung der • Kernfusion, vertreten Urteilsfähigkeit ca. 10 Ustd. • Kernkraftwerke, B1: Fakten- und Situationsanalyse … zur Vernetzung • Endlagerung • Identifizierung relevanter Zerfallsgleichung aus 10.1. Informationen → Vergleich der unterschiedlichen Energieanlagen (IF 11) B3: Abwägung und Entscheidung • Meinungsbildung MKR 2.2/2.3/5.2: • Informationen verschiedener Interessengruppen zur Kernenergienutzung aus digitalen und gedruckten Quellen beurteilen und eine eigene Position dazu vertreten 10.4 Versorgung mit elektrischer IF 11: Energieversorgung Energie Induktion und Elektromagnetismus: E4: Untersuchung und Experiment … zur Schwerpunktsetzung Wie erfolgt die Übertragung der 18
elektrischen Energie vom Kraftwerk • Elektromotor • Planung von Experimenten mit Verantwortlicher Umgang mit bis zum Haushalt? • Generator mehr als zwei Variablen Energie • Wechselspannung • Variablenkontrolle … zur Vernetzung • Transformator B2: Bewertungskriterien und Lorentzkraft, Energiewandlung ca. 14 Ustd. Handlungsoptionen Bereitstellung und Nutzung von (IF 10) Energie: • Kaufentscheidungen treffen mechanische Leistung und • Energieübertragung Energie (IF 7), elektrische Leistung • Energieentwertung und Energie (IF 9) • Wirkungsgrad 10.5 Energieversorgung der Zukunft IF 11: Energieversorgung UF4: Übertragung und Vernetzung … zur Schwerpunktsetzung • Beiträge verschiedener Wie können regenerative Energien Bereitstellung und Nutzung von Fachdisziplinen zur Lösung von Verantwortlicher Umgang mit zur Sicherung der Energieversorgung Energie: Problemen Energie, Nachhaltigkeitsgedanke beitragen? • Kraftwerke K2: Informationsverarbeitung … zur Vernetzung • Regenerative Energieanlagen • Quellenanalyse → Kernkraftwerk, Energiewandlung ca. 5 Ustd. • Energieübertragung B3: Abwägung und Entscheidung (IF 10) • Energieentwertung • Filterung von Daten nach … zu Synergien • Wirkungsgrad Relevanz Energie aus chemischen Reaktionen • Nachhaltigkeit Chemie (IF 3, 10); B4: Stellungnahme und Reflexion • Stellung beziehen Energiediskussion Erdkunde (IF 5), Wirtschaft-Politik (IF 3, 10) MKR 2.3/5.2: • Im Internet verfügbare Informationen und Daten zur Energieversorgung sowie ihre Quellen und dahinterliegende mögliche Strategien und Absichten kritisch bewerten 19
2.2 Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit Die Lehrerkonferenz hat unter Berücksichtigung des Schulprogramms als überfachliche Grundsätze für die Arbeit im Unterricht bekräftigt, dass die im Referenzrahmen Schulqualität NRW formulierten Kriterien und Zielsetzungen als Maßstab für die kurz- und mittelfristige Entwicklung der Schule gelten sollen. Gemäß dem Schulprogramm sollen insbesondere die Lernenden als Individuen mit jeweils besonderen Fähigkeiten, Stärken und Interessen im Mittelpunkt stehen. Die Fachgruppe vereinbart, der individuellen Kompetenzentwicklung (Referenzrahmen Kriterium 2.2.1) und den herausfordernden und kognitiv aktivierenden Lehr- und Lernprozessen (Kriterium 2.2.2) besondere Aufmerksamkeit zu widmen. In Absprache mit der Lehrerkonferenz sowie unter Berücksichtigung des Schulprogramms hat die Fachkonferenz Physik bezüglich ihres schulinternen Lehrplans die folgenden fachmethodischen und fachdidaktischen Grundsätze beschlossen: Lehr- und Lernprozesse • Schwerpunktsetzungen nach folgenden Kriterien: - Herausstellung zentraler Ideen und Konzepte, auch unter Nutzung von Synergien zwischen den naturwissenschaftlichen Fächern - Zurückstellen von Verzichtbarem bzw. eventuell späteres Aufgreifen, Orientierung am Prinzip des exemplarischen Lernens - Anschlussfähigkeit (fachintern und fachübergreifend) - Herstellen von Zusammenhängen statt Anhäufung von Einzelfakten • Lehren und Lernen in sinnstiftenden Kontexten nach folgenden Kriterien - Eignung des Kontextes zum Erwerb spezifischer Kompetenzen („Was kann man an diesem Thema besonders gut lernen“?) - klare Schwerpunktsetzungen bezüglich des Erwerbs spezifischer Kompetenzen, insbesondere auch bezüglich physikalischer Denk- und Arbeitsweisen - eingegrenzte und altersgemäße Komplexität - authentische, motivierende und tragfähige Problemstellungen - Nachvollziehbarkeit/Schülerverständnis der Fragestellung - Kontexte und Lernwege sollten nicht unbedingt an fachsystematischen Strukturen, sondern eher an Erkenntnis- und Verständnisprozessen der Lernenden ansetzen. • Variation der Lernaufgaben und Lernformen mit dem Ziel einer kognitiven Aktivierung aller Lernenden nach folgenden Kriterien - Aufgaben auch zur Förderung von vernetztem Denken mit Hilfe von übergreifenden Prinzipien, grundlegenden Ideen und Basiskonzepten - Einsatz von digitalen Medien und Werkzeugen zur Verständnisförderung und zur Unterstützung und Beschleunigung des Lernprozesses. - Einbindung von Phasen der Metakognition, in denen zentrale Aspekte von zu erwerbenden Kompetenzen reflektiert werden, explizite Thematisierung der erforderlichen Denk- und Arbeitsweisen und ihrer zugrundeliegenden Ziele und Prinzipien, Vertrautmachen mit dabei zu verwendenden Begrifflichkeiten 20
- Vertiefung der Fähigkeit zur Nutzung erworbener Kompetenzen beim Transfer auf neue Aufgaben und Problemstellungen durch hinreichende Integration von Reflexions-, Übungs- und Problemlösephasen in anderen Kontexten - ziel- und themengerechter Wechsel zwischen Phasen der Einzelarbeit, Partnerarbeit und Gruppenarbeit unter Berücksichtigung von Vielfalt durch Elemente der Binnendifferenzierung - Beachtung von Aspekten der Sprachsensibilität bei der Erstellung von Materialien. - bei kooperativen Lernformen: insbesondere Fokussierung auf das Nachdenken und den Austausch von naturwissenschaftlichen Ideen und Argumenten Experimente und eigenständige Untersuchungen • Verdeutlichung der verschiedenen Funktionen von Experimenten in den Naturwissenschaften und des Zusammenspiels zwischen Experiment und konzeptionellem Verständnis • überlegter und zielgerichteter Einsatz von Experimenten: Einbindung in Erkenntnisprozesse und in die Klärung von Fragestellungen • schrittweiser und systematischer Aufbau von der reflektierten angeleiteten Arbeit hin zur Selbstständigkeit bei der Planung, Durchführung und Auswertung von Untersuchungen • Nutzung sowohl von manuell-analoger, aber auch digitaler Messwerterfassung und Messwertauswertung • Entwicklung der Fähigkeiten zur Dokumentation der Experimente und Untersuchungen (Versuchsprotokoll) in Absprache mit den Fachkonferenzen der anderen naturwissenschaftlichen Fächer Individuelles Lernen und Umgang mit Heterogenität Gemäß ihren Zielsetzungen setzt die Fachgruppe ihren Fokus auf eine Förderung der individuellen Kompetenzentwicklung, Die Gestaltung von Lernprozessen kann sich deshalb nicht auf eine angenommene mittlere Leistungsfähigkeit einer Lerngruppe beschränken, sondern muss auch Lerngelegenheiten sowohl für stärkere als auch schwächere Schülerinnen und Schüler bieten. Um den Arbeitsaufwand dafür in Grenzen zu halten, vereinbart die Fachgruppe, bei der schrittweisen Nutzung bzw. Erstellung von Lernarrangements, bei der alle Lernenden am gleichen Unterrichtsthema arbeiten, aber dennoch vielfältige Möglichkeiten für binnendifferenzierende Maßnahmen bestehen, eng zusammenzuarbeiten. Gesammelt bzw. erstellt, ausgetauscht sowie erprobt werden sollen zunächst • unterrichtsbegleitende Testaufgaben zur Diagnose individueller Kompetenzentwicklung in allen Kompetenzbereichen • komplexere Lernaufgaben mit gestuften Lernhilfen für unterschiedliche Leistungsanforderungen • unterstützende zusätzliche Maßnahmen für erkannte oder bekannte Lernschwierigkeiten • herausfordernde zusätzliche Angebote für besonders leistungsstarke Schülerinnen und Schüler (auch durch Helfersysteme oder Unterrichtsformen wie „Lernen durch Lehren“) 21
2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung Die Fachkonferenz hat im Einklang mit dem entsprechenden schulbezogenen Konzept die nachfolgenden Grundsätze zur Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung beschlossen: Grundsätzliche Absprachen: Erbrachte Leistungen werden auf der Grundlage transparenter Ziele und Kriterien in allen Kompetenzbereichen benotet, sie werden den Schülerinnen und Schülern jedoch auch mit Bezug auf diese Kriterien rückgemeldet und erläutert. Auf dieser Basis sollen die Schülerinnen ihre Leistungen zunehmend selbstständig einschätzen können. Die individuelle Rückmeldung erfolgt stärkenorientiert und nicht defizitorientiert, sie soll dabei den tatsächlich erreichten Leistungsstand weder beschönigen noch abwerten. Sie soll Hilfen und Absprachen zu realistischen Möglichkeiten der weiteren Entwicklung enthalten. Die Bewertung von Leistungen berücksichtigt Lern- und Leistungssituationen. Einerseits soll dabei Schülerinnen und Schülern deutlich gemacht werden, in welchen Bereichen aufgrund des zurückliegenden Unterrichts stabile Kenntnisse erwartet und bewertet werden. Andererseits dürfen sie in neuen Lernsituationen auch Fehler machen, ohne dass sie deshalb Geringschätzung oder Nachteile in ihrer Beurteilung befürchten müssen. Überprüfung und Beurteilung der Leistungen Die Leistungen im Unterricht werden in der Regel auf der Grundlage einer kriteriengeleiteten, systematischen Beobachtung von Unterrichtshandlungen beurteilt. Weitere Anhaltspunkte für Beurteilungen lassen sich mit kurzen schriftlichen, auf stark eingegrenzte Zusammenhänge begrenzten Tests gewinnen. allgemeine Kriterien der Leistungsbeurteilung Bei der Erstellung der Zwischennoten eines Schülers wird nicht zu jedem Kriterium jeweils eine Note erteilt und diese dann auch nicht rechnerisch zusammengefasst. Vielmehr soll die Gewichtung der einzelnen Kriterien in jedem Einzelfall individuell erfolgen. Die Kriterien bilden so den Rahmen zur Beobachtung, Findung und Begründung der erteilten mündlichen Noten. Mitarbeit: - Beteiligung am Unterricht, entweder freiwillig oder nach Aufforderung - Bereitschaft zur Übernahme besonderer Aufgaben wie Referate, Präsentationen, Vorträge - Fragen zur Klärung von Sachverhalten stellen - Bereitschaft zur Mitarbeit in verschiedenen Unterrichtsformen - Beteiligung an der Planung, Durchführung und Beschreibung von Experimenten - Dokumentation und Auswertung der Experimente - praktisches Geschick beim Aufbau der Experimente 22
Wissen: - Wiedergabe von Unterrichtsinhalten - Verknüpfung neuer Inhalte mit anderen Themen der Sequenz oder allgemeinen Erkenntnissen - erkennen und herstellen von Sachzusammenhängen - Kenntnis und Gebrauch der Fachsprache - formulieren von sachgerechten und konstruktiv weiterführenden Fragen Abstraktionsvermögen: - Ergänzungen und weiterführende Vorschläge zum Unterricht machen - Zusammenhänge erkennen und kommunizieren - Ergebnisse (auch solche, die aus dem Experiment gewonnen wurden) formulieren, einordnen, bewerten und kommunizieren - Fakten einordnen und vergleichen - begründet Meinungen darlegen Sozialkompetenz: - aktive und konstruktive Mitarbeit - Kooperationsfähigkeit (insbesondere auch bei der Durchführung von Experimenten) - Toleranz gegenüber Mitschüler*innen und Lehrer*innen - eigenverantwortliches Handeln - Unterstützung anderer beim Lernen, insbesondere bei Problemen - Kooperationsbereitschaft und Teamfähigkeit Kriterien zur Findung einer Einzelnote • Der folgende Katalog enthält eine Sammlung von Kriterien, mit deren Hilfe eine einzelne Leistung (etwa nach einer Stunde oder auch nach einer Einheit) begründet werden kann. Sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, stellt aber trotzdem eine gemeinsame Grundlage zur Begründung einer Note dar. • Da es sich hierbei aber immer um Einzelnoten handelt, kann und darf diese Sammlung niemals so verstanden werden, dass alle zu einer Notenstufe genannten Punkte bei der Vergabe der Note berücksichtigt werden müssen! • Die Zwischennote und die Endnote sind dann natürlich „frei von Schematismus“, aber auch genau so natürlich auf der Grundlage der Einzelnoten zu finden. • Mithilfe dieser Kriterien ist es auch möglich, Bewertungen der Leistungen in einer reinen Experimentierstunde vorzunehmen. • In allen Notenstufen werden sowohl fachbezogene und inhaltliche als auch soziale Aspekte berücksichtigt. Note 1 - die freiwillige Mitarbeit im Unterricht ist selbstverständlich - kann Probleme erkennen, benennen und in den Kontext einordnen - die Heftführung ist vollständig, richtig und übersichtlich - ist sehr gut auf die Stunde vorbereitet - hat keinerlei Lücken im Stoff - trägt mit eigenen Ideen zur Problemlösung bei - kann schlüssig und sachbezogen argumentieren - kann unterrichtliche Inhalte adressatenbezogen präsentieren - hat eine klare eindeutige, aber auch fachlich fundierte und angemessene Ausdrucksweise - zeigt eigenverantwortliches Handeln - spielt eine konstruktive Rolle bei Experimenten 23
Note 2 - die freiwillige Mitarbeit ist in der Regel selbstverständlich - die Verknüpfung mit anderen Inhalten der Unterrichtsreihe gelingt gut - die Heftführung ist vollständig - kann meist schlüssig und sachbezogen argumentieren - ist gut auf die Stunde vorbereitet - hat keine Lücken im Stoff - die Beiträge sind korrekt und sachbezogen - kann Ergebnisse gut präsentieren. - arbeitet bei Experimenten aktiv mit, nimmt dabei eine tragende Rolle ein Note 3 - arbeitet regelmäßig und freiwillig mit - kann Verknüpfung mit anderen Inhalten der Unterrichtsreihe herstellen - die Heftführung ist akzeptabel und in der Regel lückenlos - ist auf die Stunde vorbereitet - hat Lücken im Stoff, die durch geringe Hilfen schließbar sind - arbeitet bei Experimenten aktiv mit, nimmt eine sichtbare, einfache Rolle ein und füllt diese auch aus (Protokollführung, Materialbeschaffung, Ideenentwicklung, Mitschriften) Note 4 - arbeitet gelegentlich freiwillig mit - kann richtig und unterrichtsbezogen wiederholen - verknüpft mit anderen Inhalten der Unterrichtsreihe auf einfachem Niveau - die Heftführung ist nicht vollständig, aber gerade noch akzeptabel - ist unvollständig auf die Stunde vorbereitet - hat Lücken im Stoff, die durch Nachfragen schließbar sind - arbeitet bei Experimenten zwar mit, nimmt aber meist nur eine passive Rolle ein Note 5 - arbeitet fast nicht freiwillig mit - arbeitet auch nach Aufforderung nur teilweise mit - die Heftführung ist unvollständig - ist schlecht auf die Stunde vorbereitet - hat große Lücken im Stoff, aber eine Hoffnung auf Lückenschluss ist berechtigt - ist bei Experimenten nur selten und nur nach Aufforderung mit einbezogen, bringt keine eigenen Ideen ein Note 6 - arbeitet nicht freiwillig mit - arbeitet auch nach Aufforderung nicht mit - die Heftführung ist sehr schlecht, größtenteils unvollständig oder gar nicht vorhanden - ist nicht auf die Stunde vorbereitet - hat gravierende Lücken im Stoff - verweigert die Mitarbeit bei Experimenten 24
Verfahren der Leistungsrückmeldung und Beratung Die Leistungsrückmeldung kann in mündlicher und schriftlicher Form erfolgen. • Intervalle Eine differenzierte Rückmeldung zum erreichten Lernstand sollte mindestens einmal pro Quartal erfolgen. Aspektbezogene Leistungsrückmeldung erfolgt anlässlich der Auswertung benoteter Lernprodukte. • Formen Schülergespräch, individuelle Beratung, schriftliche Hinweise und Kommentare (Selbst-) Evaluationsbögen; Gespräche beim Elternsprechtag 2.4 Lehr- und Lernmittel Lehrwerke, die an Schülerinnen und Schüler für den ständigen Gebrauch ausgeliehen werden: • Klasse 6: Dorn-Bader, Physik 1 • Klasse 8: Dorn-Bader, Physik 2 Gesamtband • Klasse 9: Dorn-Bader, Physik 2 Gesamtband • Klasse 10: Dorn-Bader, Physik 2 Gesamtband Plattformen für Unterrichtsmaterialien und digitale Instrumente: Nr. URL / Quellenangabe Kurzbeschreibung des Inhalts / der Quelle 1 http://www.mabo-physik.de/index.html Simulationen zu allen Themenbereichen der Physik 2 http://www.leifiphysik.de Aufgaben, Versuch, Simulationen etc. zu allen Themenbereichen 3 http://www.schule- Fachbereich Physik des Landesbildungsservers bw.de/unterricht/faecher/physik/ Baden-Württemberg 4 https://www.howtosmile.org/topics Digitale Bibliothek mit Freihandexperimenten, Simulationen etc. diverser Museen der USA 5 http://phyphox.org/de/home-de phyphox ist eine sehr umfangreiche App mit vielen Messmöglichkeiten und guten Messergebnissen. Sie bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Physikunterricht. Sie läuft auf Smartphones unter IOS und Android und wurde an der RWTH Aachen entwickelt. 25
6 http://www.viananet.de/ Videoanalyse von Bewegungen 7 https://www.planet-schule.de Simulationen, Erklärvideos,… 8 https://phet.colorado.edu/de/simulations/cate Simulationen gory/physics Die Fachkonferenz hat sich im April des Schuljahres 2019/20 darüber hinaus auf die nachstehenden Hinweise geeinigt, die bei der Umsetzung des schulinternen Lehrplans ergänzend zur Umsetzung der Ziele des Medienkompetenzrahmens NRW eingesetzt werden können. Bei den Materialien handelt es sich nicht um fachspezifische Hinweise, sondern es werden zur Orientierung allgemeine Informationen zu grundlegenden Kompetenz-erwartungen des Medienkompetenzrahmens NRW gegeben, die parallel oder vorbereitend zu den unterrichtsspezifischen Vorhaben eingebunden werden können: • Digitale Werkzeuge / digitales Arbeiten Umgang mit Quellenanalysen: https://medienkompetenzrahmen.nrw/unterrichtsmaterialien/detail/informationen-aus-dem-netz- einstieg-in-die-quellenanalyse/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) Erstellung von Erklärvideos: https://medienkompetenzrahmen.nrw/unterrichtsmaterialien/detail/erklaervideos-im-unterricht/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) Erstellung von Tonaufnahmen: https://medienkompetenzrahmen.nrw/unterrichtsmaterialien/detail/das-mini-tonstudio- aufnehmen-schneiden-und-mischen-mit-audacity/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) Kooperatives Schreiben: https://zumpad.zum.de/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) • Rechtliche Grundlagen Urheberrecht – Rechtliche Grundlagen und Open Content: https://medienkompetenzrahmen.nrw/unterrichtsmaterialien/detail/urheberrecht-rechtliche- grundlagen-und-open-content/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) Creative Commons Lizenzen: https://medienkompetenzrahmen.nrw/unterrichtsmaterialien/detail/creative-commons-lizenzen- was-ist-cc/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) Allgemeine Informationen Daten- und Informationssicherheit: https://www.medienberatung.schulministerium.nrw.de/Medienberatung/Datenschutz-und- Datensicherheit/ (Datum des letzten Zugriffs: 31.01.2020) 26
3 Entscheidungen zu fach- oder unterrichtsübergreifenden Fragen Die drei naturwissenschaftlichen Fächer beinhalten viele inhaltliche und methodische Gemeinsamkeiten, aber auch einige Unterschiede, die für ein tieferes fachliches Verständnis genutzt werden können. Synergien beim Aufgreifen von Konzepten, die schon in einem anderen Fach angelegt wurden, nützen dem Lehren, weil nicht alles von Grund auf neu unterrichtet werden muss und unnötige Redundanzen vermieden werden. Es unterstützt aber auch nachhaltiges Lernen, indem es Gelerntes immer wieder aufgreift und in anderen Kontexten vertieft und weiter ausdifferenziert. Es wird dabei klar, dass Gelerntes in ganz verschiedenen Zusammenhängen anwendbar ist und Bedeutung besitzt. Verständnis wird auch dadurch gefördert, dass man Unterschiede in den Sichtweisen der Fächer herausarbeitet und dadurch die Eigenheiten eines Konzepts deutlich werden lässt. Zusammenarbeit mit anderen Fächern Die schulinternen Lehrpläne und der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern sollen den Schülerinnen und Schülern aufzeigen, dass bestimmte Konzepte und Begriffe in den verschiedenen Fächern aus unterschiedlicher Perspektive beleuchtet, in ihrer Gesamtheit aber gerade durch diese ergänzende Betrachtungsweise präziser verstanden werden können. Dazu gehört beispielsweise der Energiebegriff, der in allen Fächern eine bedeutende Rolle spielt. Im Kapitel 2.1. ist jeweils bei den einzelnen Unterrichtsvorhaben angegeben, welche Beiträge die Physik zur Klärung solcher Konzepte auch für die Fächer Biologie und Chemie leisten kann, oder aber in welchen Fällen in Physik Ergebnisse der anderen Fächer aufgegriffen und weitergeführt werden. Eine jährlich stattfindende gemeinsame Konferenz aller Kolleginnen und Kollegen der naturwissenschaftlichen Fächer ermöglicht Absprachen für eine Zusammenarbeit der Fächer und klärt die dabei auftretenden Probleme. Bei der Nutzung von Synergien stehen auch Kompetenzen, die das naturwissenschaftliche Arbeiten betreffen, im Fokus. Um diese Kompetenzen bei den Schülerinnen und Schülern gezielt und umfassend zu entwickeln, werden gemeinsame Vereinbarungen bezüglich des hypothesengeleiteten Experimentierens (Formulierung von Fragestellungen, Aufstellen von Hypothesen, Planung, Durchführung und Auswerten von Experimenten, Fehlerdiskussion), des Protokollierens von Experimenten (gemeinsame Protokollvorlage), des Auswertens von Diagrammen und des Verhaltens in den Fachräumen (gemeinsame Sicherheitsbelehrung) getroffen. Damit die hier erworbenen Kompetenzen fächerübergreifend angewandt werden können, ist es wichtig, sie im Unterricht explizit zu thematisieren und entsprechende Verfahren als Regelwissen festzuhalten. Am Tag der offenen Tür präsentieren sich die Fächer Physik, Biologie und Chemie. In einem durch die Tutoren angebotenen Rundgang können die Grundschüler und -schülerinnen in allen drei Naturwissenschaften einfache Experimente durchführen und so einen Einblick in naturwissenschaftliche Arbeitsweisen gewinnen. 27
Methodenlernen Im Schulprogramm der Schule ist festgeschrieben, dass im Verlauf der gesamten Sekundarstufe I verschiedenste Methoden eingeführt und gepflegt werden. Für welche Methoden welches Fach wann zuständig ist, ist festgelegt. Somit beteiligen sich alle Fächer über die einzelnen Klassenstufen verteilt an der Vermittlung einzelner Methodenkompetenzen. Die naturwissenschaftlichen Fächer greifen vorhandene Kompetenzen auf und entwickeln sie weiter, wobei fachliche Spezifika und besondere Anforderungen herausgearbeitet werden (z.B. bei Fachtexten, Protokollen, Erklärungen, Präsentationen, Argumentationen usw.). Zusammenarbeit mit außerschulischen Kooperationspartnern Im Rahmen des Themas „Radioaktivität“ besuchen die SuS der Jahrgangsstufe 10 während einer eintägigen Exkursion das Alfried-Krupp-Schülerlabor der Universität Bochum, um dort selbständig Experimente zu diesem Themengebiet durchzuführen. Diese Zusammenarbeit wird in der Oberstufe fortgeführt, indem SuS, die im Fach Physik eine Facharbeit schreiben, dort Experimente zu ihrem gewählten Thema durchführen. 28
4 Qualitätssicherung und Evaluation Maßnahmen der fachlichen Qualitätssicherung: Das Fachkollegium überprüft kontinuierlich, inwieweit die im schulinternen Lehrplan vereinbarten Maßnahmen zum Erreichen der im Kernlehrplan vorgegebenen Ziele geeignet sind. Dazu dienen beispielsweise auch der regelmäßige Austausch sowie die gemeinsame Konzeption von Unterrichtsmaterialien, welche hierdurch mehrfach erprobt und bezüglich ihrer Wirksamkeit beurteilt werden. Kolleginnen und Kollegen der Fachschaft (ggf. auch die gesamte Fachschaft) nehmen regelmäßig an Fortbildungen teil, um fachliches Wissen zu aktualisieren und pädagogische sowie didaktische Handlungsalternativen zu entwickeln. Zudem werden die Erkenntnisse und Materialien aus fachdidaktischen Fortbildungen und Implementationen zeitnah in der Fachgruppe vorgestellt und für alle verfügbar gemacht. Feedback von Schülerinnen und Schülern wird als wichtige Informationsquelle zur Qualitätsentwicklung des Unterrichts angesehen. Sie sollen deshalb Gelegenheit bekommen, die Qualität des Unterrichts zu evaluieren. Dafür kann das Online-Angebot SEFU (Schüler als Experten für Unterricht) genutzt werden (www.sefu-online.de). Überarbeitungs- und Planungsprozess: Eine Evaluation erfolgt jährlich. In den Dienstbesprechungen der Fachgruppe zu Schuljahresbeginn werden die Erfahrungen des vorangehenden Schuljahres ausgewertet und diskutiert sowie eventuell notwendige Konsequenzen formuliert. Nach der jährlichen Evaluation finden sich die Jahrgangsstufenteams zusammen und arbeiten die Änderungsvorschläge für den schulinternen Lehrplan ein. Insbesondere verständigen sie sich über alternative Materialien, Kontexte und die Zeitkontingente der einzelnen Unterrichtsvorhaben. Die Ergebnisse dienen der/dem Fachvorsitzenden zur Rückmeldung an die Schulleitung und u.a. an den/die Fortbildungsbeauftragte, außerdem sollen wesentliche Tagesordnungspunkte und Beschlussvorlagen der Fachkonferenz daraus abgeleitet werden. 29
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